Rūsa: kas tas ir un kā aizsargāt savus materiālus

Rūsa ir dzelzs oksīds, parasti sarkanais oksīds, kas veidojas dzelzs un skābekļa redoksreakcijā ūdens vai gaisa mitruma klātbūtnē. Vairākas rūsas formas ir atšķiramas gan vizuāli, gan ar spektroskopiju, un tās veidojas dažādos apstākļos.

Šajā rakstā es apskatīšu rūsas pamatus, tostarp tās cēloņus un profilaksi.

Kāds pārslainais mētelis? Izpratne par rūsu un tās cēloņiem

Rūsa ir termins, ko parasti lieto, lai aprakstītu dzelzs vai tērauda oksidēšanos. Tehniski rūsa ir dzelzs oksīds, īpaši hidratēts dzelzs (III) oksīds, kas veidojas, dzelzs klātbūtnē reaģējot ar skābekli un ūdeni. Šo reakciju sauc par rūsēšanu, un tā notiek, ja metāls ilgstoši tiek pakļauts gaisa un mitruma iedarbībai, kā rezultātā veidojas sarkanbrūns pārslains apvalks.

Kā rodas rūsa?

Kad dzelzs vai tērauds nonāk saskarē ar skābekli un ūdeni, notiek reakcija, kuras rezultātā veidojas dzelzs oksīds. Šo reakciju katalizē ūdens vai gaisa mitruma klātbūtne, kas izraisa metāla koroziju un veido ūdeņraža dzelzs (III) oksīdus un dzelzs (III) oksīda hidroksīdu. Laika gaitā iegūtais pārslainais pārklājums var izplatīties un izraisīt bedru vai dobumu veidošanos neaizsargātos tēraudos, samazinot to izturību.

Vai rūsu var novērst?

Lai gan rūsa ir neizbēgama parādība gadu gaitā, to var viegli novērst vai ārstēt, izmantojot dažādas metodes, tostarp:

• Aizsargpārklājuma uzklāšana uz metāla virsmas, lai samazinātu gaisa un mitruma iedarbību.
• Regulāri tīriet un žāvējiet metāla virsmas, lai samazinātu nogulsnes un mitrumu.
• Izvairieties no slēgtām telpām, plaisām un spraugām, kur var uzkrāties mitrums un izraisīt strauju rūsas izplatīšanos.
• Nerūsējošā tērauda vai citu pret rūsu izturīgu metālu izmantošana vietās, kur rūsēšana ir izplatīta problēma.

Kādas ir rūsas sekas?

Rūsai var būt vairākas ietekmes uz metāla virsmām, tostarp:

• Samazina metāla izturību un izturību.
• Šauru vai dziļu bedru izveidošana, kas var strauji izplatīties un radīt papildu bojājumus.
• Padarot metāla virsmu platāku un poraināku, kas var izraisīt pastiprinātu rūsēšanu.
• Izveidojiet plaisu vai spraugu, kas var aizturēt mitrumu un izraisīt ātru rūsas izplatīšanos.
• Veicina bedrīšu vai dobumu veidošanos neaizsargātos tēraudos.

Ķīmiskās reakcijas: zinātne aiz rūsēšanas

Rūsēšana ir ķīmisks process, kas notiek, kad dzelzs ir pakļauts gaisa un mitruma iedarbībai. Rūsēšanas process ir sarežģītu ķīmisku reakciju virknes rezultāts, kas ietver dzelzs, skābekļa un ūdens molekulu kombināciju. Galvenā ķīmiskā reakcija, kas notiek rūsēšanas laikā, ir dzelzs oksidēšanās, kas rada dzelzs oksīdu.

Skābekļa un mitruma loma

Skābeklis un mitrums ir galvenie elementi, kas izraisa rūsēšanu. Kad dzelzs tiek pakļauts gaisam, tas savienojas ar skābekli, veidojot dzelzs oksīdu. Ūdens ir nepieciešams arī rūsēšanai, jo tas satur skābekli un citus savienojumus, kas nepieciešami ķīmiskās reakcijas norisei.

Rūsēšanas ķīmiskā reakcija

Rūsēšanas ķīmiskā reakcija ir: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3. Tas nozīmē, ka četri dzelzs atomi apvienojas ar trim skābekļa molekulām, veidojot divas dzelzs oksīda molekulas. Rūsēšanas process sākas, kad dzelzi ar skābekli oksidē par dzelzs(II) joniem. Pēc tam dzelzs (II) joni savienojas ar ūdens molekulām, veidojot dzelzs hidroksīdu. Pēc tam šis savienojums tālāk oksidējas, veidojot dzelzs oksīdu, kas parādās kā sarkanbrūna skala, ko mēs parasti saistām ar rūsu.

Rūsēšanas ietekme uz metālu

How to strip wire fast

Share

Watch on

Rūsēšanai var būt vairākas negatīvas ietekmes uz metālu, tostarp atslāņošanās, korozija un konstrukcijas vājināšanās. Rūsēšana rodas, ja dzelzs ir pakļauts gaisa un mitruma iedarbībai, un rezultātā iegūtais dzelzs oksīds ir vājš un trausls materiāls, kas var viegli atslāņoties. Tas var izraisīt metāla vājināšanos un galu galā sabojāšanos. Tilta vai citas konstrukcijas gadījumā rūsēšana var nopietni apdraudēt drošību.

Rūsēšanas novēršana

Lai novērstu rūsēšanu, ir jānovērš mitruma un skābekļa klātbūtne. To var izdarīt, noturot metālu sausu un pārklājot to ar aizsargkārtu, piemēram, krāsu vai eļļu. Vēl viens veids, kā novērst rūsēšanu, ir izmantot metālu, kuram ir mazāka iespēja rūsēt, piemēram, nerūsējošo tēraudu vai tīru dzelzi.

Rūsēšanas izpratnes nozīme

Izpratne par ķīmiskajām reakcijām, kas notiek rūsēšanas laikā, ir ļoti svarīga rūsas novēršanai un apstrādei. Rūsēšana ir sarežģīts process, kas ietver vairāku savienojumu un elektroķīmisku reakciju kombināciju. Izprotot galvenos rūsēšanas elementus un reakcijas, mēs varam labāk novērst un ārstēt rūsu mūsu ikdienas dzīvē.

Kāpēc rūsa apdraud drošību un kā to novērst

Rūsa nav tikai kosmētiska problēma, tā var radīt nopietnus drošības apdraudējumus būvniecībā un instrumentos. Lūk, kāpēc:

• Rūsa vājina metāla detaļu strukturālo integritāti, apdraudot parastos lietotājus un garāmgājējus.
• Instrumenti ar sarūsējušām daļām var salūzt vai darboties nepareizi, izraisot nopietnus savainojumus vai pat nāvi.
• Rūsa var notraipīt un sabojāt izstrādājumus, radot finansiālus zaudējumus gan ražotājiem, gan patērētājiem.

Rūsas draudi veselībai

Rūsa nav tikai fizisks apdraudējums, tā var arī apdraudēt veselību šādu iemeslu dēļ:

• Rūsā var būt baktērijas, tostarp stingumkrampji, kas var izraisīt nopietnas infekcijas, ja tā nonāk organismā caur caurdurtu brūci, piemēram, no sarūsējuša naga.
• Vietas ar rūsas veidošanos, piemēram, ārā vai mitrā vidē, var būt bīstamas cilvēkiem ar elpošanas traucējumiem, jo ​​rūsa ir oksīda viela, kas var būt kaitīga ieelpojot.

Rūsas novēršana un drošības nodrošināšana

Lai novērstu rūsu un nodrošinātu drošību, var veikt šādus pasākumus:

• Ir jāievieš regulāri pārbaudes režīmi, lai noteiktu un novērstu rūsas pieaugumu konstrukcijās un instrumentos.
• Jābūt spēkā esošajiem tiesību aktiem, lai nodrošinātu, ka ražotāji ir atbildīgi par tādu produktu ražošanu, kas ir droši un bez rūsas.
• Izmantojot produktus, kas palīdz novērst rūsu, piemēram, rūsas inhibitorus un pārklājumus, var efektīvi apturēt rūsas augšanu.
• Ķīmiskās reakcijas, gaisa un mitruma kombinācija ir galvenie rūsas cēloņi, tāpēc metāla detaļu sausuma un tīrības saglabāšana var palīdzēt novērst rūsu.

Uzmanies! Šie materiāli ir pakļauti rūsēšanai

Tērauds ir dzelzs un oglekļa maisījums, kas padara to par populāru izvēli celtniecībā un ražošanā. Tomēr tērauds ir arī viens no nozīmīgākajiem rūsējošajiem metāliem. Salīdzinot ar citiem metāliem, tērauds salīdzinoši ātri sarūsē, īpaši, ja tas ir pakļauts ūdens un skābekļa iedarbībai. Tērauds un dzelzs ir divi dažādi tērauda veidi, kas var rūsēt.

Čuguns: nav tik spēcīgs pret rūsu

Čuguns ir sakausējums, kas satur dzelzi, oglekli un nelielu daudzumu citu elementu. Tas veidojas, kad izkausētu dzelzi ielej lietnē, tāpēc arī nosaukums. Čuguns ir pazīstams ar savu izturību pret nodilumu, taču tas nav tik izturīgs pret rūsu. Čuguna priekšmeti var regulāri rūsēt, īpaši, ja tie ir pakļauti ūdens un skābekļa iedarbībai.

Kalta dzelzs: rūsē mazāk nekā tērauds un čuguns

Kalta dzelzs ir tīra dzelzs forma, kas satur ļoti maz oglekļa. Tas ir pazīstams ar savu izturību pret rūsu un koroziju, padarot to par populāru izvēli āra mēbelēm un dekoratīviem priekšmetiem. Kalta dzelzs rūsē mazāk nekā tērauds un čuguns, taču tai joprojām ir nepieciešama aizsardzība pret ūdeni un skābekli.

Nerūsējošais tērauds: vairogs pret rūsu

Nerūsējošais tērauds ir sakausējums, kas satur dzelzi, hromu un nelielu daudzumu citu elementu. Šo elementu kombinācija veido aizsargkārtu, kas pasargā metālu no rūsas un korozijas. Nerūsējošais tērauds ir gandrīz neizturīgs pret rūsu, padarot to par populāru virtuves iekārtu, medicīnas iekārtu un āra mēbeļu izvēli.

Kā novērst rūsu

Lai novērstu rūsu, metālam ir jāuzliek vairogs vai aizsardzība. Šeit ir daži padomi, kā novērst rūsu:

• Regulāri noslaukiet sausu metālu, kas ir pakļauts ūdens iedarbībai.
• Noņemiet visus rūsas plankumus, noslaukot tos ar ūdens un etiķa maisījumu.
• Uzklājiet uz metāla krāsas kārtu, lai pasargātu to no ūdens un skābekļa.

Atcerieties, ka rūsēt var tikai dzelzs un sakausējumi, kas satur dzelzi. Tāpēc, ja vēlaties izvairīties no rūsas, izvēlieties metālus, piemēram, nerūsējošo tēraudu vai kaltu dzelzi.

Metāli, kas paliek spīdīgi: ceļvedis materiāliem, kas nerūsē

Rūsa ir daudzu metāla priekšmetu posts, kas laika gaitā izraisa koroziju un degradāciju. Bet vai zinājāt, ka ir metāli, kas ir izturīgi pret rūsu un koroziju? Šajā sadaļā mēs izpētīsim šo metālu īpašības un to, kāpēc tie spēj saglabāt spīdumu un jaunu izskatu pat pēc gadiem ilgas lietošanas.

Metāli, kas nerūsē

Šeit ir daži no metāliem, kas ir pazīstami ar savu izturību pret rūsu un koroziju:

• Nerūsējošais tērauds: šāda veida tērauds satur hromu, kas reaģē ar skābekli, veidojot aizsargājošu slāni uz metāla virsmas. Šis slānis pasargā tēraudu no turpmākas korozijas un palīdz tam izturēt rūsu.

• Alumīnijs: tāpat kā nerūsējošais tērauds, alumīnijs veido aizsargājošu oksīda slāni, ja tiek pakļauts gaisa iedarbībai. Šis slānis ir plāns un caurspīdīgs, tāpēc tas neietekmē metāla izskatu. Alumīnijs ir arī viegls un viegli apstrādājams, padarot to par populāru izvēli daudziem lietojumiem.

• Varš: Varš ir dabisks pretkorozijas metāls, ko bieži izmanto elektroinstalācijā un santehnikā. Saskaroties ar gaisu un ūdeni, varš veido zaļganu patinu, kas pasargā metālu no turpmākas korozijas.

• Misiņš: Misiņš ir vara un cinka maisījums, un tas tiek klasificēts kā "dzeltenais metāls". Misiņš ir izturīgs pret koroziju un aptraipīšanu, un to bieži izmanto dekoratīvos priekšmetos un mūzikas instrumentos.

• Bronza: Bronza ir vara un citu elementu, piemēram, alvas, alumīnija vai niķeļa, maisījums. Tas ir pazīstams ar savu izturību un izturību pret koroziju, un to bieži izmanto statujās, zvanos un citos objektos, kas ir pakļauti elementiem.

• Zelts un platīns: Šie dārgmetāli ir ļoti izturīgi pret koroziju un aptraipīšanu, padarot tos ideāli piemērotus rotaslietām un citiem dekoratīviem priekšmetiem.

Kā metāli pretojas rūsai

Tātad, kas ir par šiem metāliem, kas ļauj tiem izturēt rūsu un koroziju? Šeit ir daži no faktoriem, kas spēlē:

• Aizsargslāņi: Kā jau minējām iepriekš, metāli, piemēram, nerūsējošais tērauds un alumīnijs, tiek pakļauti gaisa un ūdens iedarbībai, veidojot aizsargslāņus. Šie slāņi pasargā metālu no turpmākas korozijas un palīdz tam izturēt rūsu.

• Dzelzs trūkums: rūsa veidojas, kad dzelzs reaģē ar skābekli un ūdeni, veidojot dzelzs oksīdu. Tāpēc metāliem, kas satur maz vai nemaz dzelzs, ir mazāka iespēja rūsēt.

• Ķīmiskā reaģētspēja: daži metāli vienkārši ir mazāk reaģējoši nekā citi, kas nozīmē, ka tie mazāk veido ķīmiskus savienojumus, kas izraisa rūsu un koroziju.

• Elementu kombinācija: daži metāli, piemēram, bronza, spēj izturēt rūsu, jo tie ir dažādu elementu kombinācija. Šis maisījums rada metālu, kas ir izturīgāks pret koroziju nekā jebkura tā atsevišķa sastāvdaļa.

Pret rūsu izturīgu objektu izveides metodes

Ja vēlaties izveidot objektus, kas ir izturīgi pret rūsu un koroziju, ir jāņem vērā dažas metodes:

• Cinkošana: Šis process ietver metāla priekšmeta pārklāšanu ar cinka slāni, kas darbojas kā vairogs pret rūsu un koroziju.

• Laikapstākļi: daži metāli, piemēram, varš un bronza, laika gaitā, pakļaujoties elementu iedarbībai, izveido aizsargājošu patīnu. Šī patina darbojas kā vairogs pret turpmāku koroziju.

• Nerūsējošais tērauds: Kā jau minēts iepriekš, nerūsējošais tērauds ir ļoti izturīgs pret rūsu un koroziju. Nerūsējošā tērauda izmantošana objektiem, kas tiks pakļauti ūdens vai mitruma iedarbībai, ir ātrs un vienkāršs veids, kā nodrošināt, ka tie paliek bez rūsas.

• Regulāra apkope: Pat metāliem, kas ir izturīgi pret rūsu un koroziju, ir nepieciešama apkope, lai tie būtu vislabākajā stāvoklī. Uzturot priekšmetus tīrus un sausus, kā arī sargājot tos no mitruma, var pagarināt to kalpošanas laiku.

Veidi, kā saglabāt rūsu līcī

Viens no labākajiem veidiem, kā novērst rūsu, ir pareiza metāla izstrādājumu uzglabāšana. Šeit ir daži padomi, kas jāpatur prātā:

• Lai palēninātu rūsu, uzglabājiet metāla daļas vai izstrādājumus vietā ar zemu mitruma līmeni vai vidē ar kontrolētu temperatūru un mitrumu.
• Uzglabāšanā izmantojiet desikantu žāvēšanas līdzekļus, lai samazinātu mitruma līmeni.
• Regulāri noslaukiet metāla virsmas, lai noņemtu iespējamo mitrumu.
• Uzglabājiet metāla gabalus sausā drānā vai ietiniet tos plastmasā, lai tie būtu sausi.

Cinkošana

Cinkošana ir process, kurā dzelzi vai tēraudu pārklāj ar cinku, lai pasargātu to no rūsas. Cinks ir ļoti izturīgs pret koroziju, un, savienojoties ar dzelzi vai tēraudu, tas rada aizsargpārklājumu, kas novērš rūsas veidošanos. Cinkošana ir lieliska metode rūsas novēršanai, īpaši āra piederumiem vai melnajiem metāliem, kas ļoti reaģē ar skābekli un ūdeni.

Regulāra uzturēšana

Metāla izstrādājumu kopšana ir ļoti svarīga, lai novērstu rūsas veidošanos. Šeit ir daži veidi, kā samazināt rūsas risku:

• Notīriet rūsu, tiklīdz tā parādās, lai novērstu tās izplatīšanos.
• Turiet metāla virsmas sausas un izvairieties no saskares ar mitrām virsmām.
• Izmantojiet augstas kvalitātes rūsu izturīgu pārklājumu vai aizsargājošu oksīda slāni, lai nodrošinātu izcilu aizsardzību pret rūsu.
• Regulāri pārbaudiet, vai metāla izstrādājumos nav skrāpējumu, plaisu vai citu bojājumu pazīmju, kas var aizturēt mitrumu un izraisīt rūsas veidošanos.
• Izmantojiet nerūsējošo tēraudu vai citus ļoti izturīgus metālus, lai nodrošinātu izcilu aizsardzību pret rūsu.
• Metāla izstrādājumu velmēšana rada gludāku virsmas tekstūru, kas aiztur un aiztur mazāk mitruma, samazinot rūsas veidošanās risku.

Citas profilakses metodes

Šeit ir daži papildu veidi, kā novērst rūsas veidošanos:

• Izmantojiet dažādus metālus, kas mazāk reaģē ar skābekli un ūdeni, piemēram, hromu vai nerūsējošo tēraudu.
• Metāla izstrādājumus uzglabājiet sausā vidē, lai samazinātu mitruma nokļūšanas risku uz virsmas.
• Izmantojiet pieejamos rūsas novēršanas līdzekļus, piemēram, rūsas inhibitorus vai aizsargpārklājumus, lai nodrošinātu papildu aizsardzību pret rūsu.
• Turiet metāla izstrādājumus tālāk no karstām vai aukstām virsmām, kas var izraisīt kondensāta veidošanos un palielināt rūsas veidošanās risku.

Atcerieties, ka profilakse ir svarīga, ja runa ir par rūsu. Veicot nepieciešamos pasākumus, lai aizsargātu savus metāla izstrādājumus, jūs varat nodrošināt, ka tie turpmākajos gados paliek bez rūsas un vislabākajā stāvoklī.

Rūsas apstrāde: labākais veids, kā pārveidot un aizsargāt savu metālu

Runājot par rūsas apstrādi, tirgū ir pieejami vairāki pārveidotāju veidi. Šeit ir visizplatītākie:

• Pārveidotāji uz skābes bāzes: šāda veida pārveidotāji ķīmiski pārvērš rūsu par inertu oksīdu. Tie satur fosforskābi kā galveno sastāvdaļu un ir pazīstami ar savu ātro reakcijas ātrumu. Turklāt tie pazemina rūsas pH, kas paātrina reakciju. Pārveidotājus uz skābes bāzes vislabāk izmantot maziem rūsas plankumiem, un tie ir pieejami aerosola vai izsmidzināmā formā.

• Pārveidotāji uz tanīnskābes bāzes: šie pārveidotāji satur miecskābi vai dzelzsskābi, kas ķīmiski pārvērš rūsu stabilā, sarkanbrūnā slānī. Tos vislabāk izmantot lielākiem rūsas plankumiem, un tie ir pieejami kvartā vai galonu izmērā.

• Pārveidotāji uz organisko polimēru bāzes: šāda veida pārveidotāji satur īpašu polimēra veidu, kas darbojas kā rūsas inhibējošs līdzeklis. Tie nodrošina cietu, sausu un spēcīgu aizsargkārtu tieši uz metāla virsmas. Pārveidotāji uz organisko polimēru bāzes ir pieejami gan aerosola, gan izsmidzināmā formā.

Aizsardzības pret rūsu uzlabošana ar krāsu

Lai gan rūsas pārveidotāji piedāvā aizsargkārtu, krāsas pievienošana var vēl vairāk uzlabot aizsardzību. Šeit ir dažas lietas, kas jāpatur prātā:

• Izmantojiet augstas kvalitātes krāsu, kas īpaši paredzēta metāla virsmām.

• Uzklājiet krāsu pēc tam, kad pārveidotājs ir pilnībā izžuvis.

• Ja pārkrāsojat vecu virsmu, pirms pārveidotāja un krāsas uzklāšanas noteikti noņemiet vaļēju krāsu un noslīpējiet virsmu.

Secinājumi

Tātad rūsa ir ķīmiska reakcija, kas rodas, kad dzelzs nonāk saskarē ar skābekli un ūdeni. Tā ir diezgan izplatīta problēma, taču to var novērst, pareizi apstrādājot metālu. Tāpēc neaizmirstiet, lai jūsu metāls būtu sauss un tīrs! Tev viss būs kārtībā. Paldies, ka lasījāt!

Es esmu Joosts Nuselders, Tools Doctor dibinātājs, satura mārketinga speciālists un tētis. Man patīk izmēģināt jaunu aprīkojumu, un kopš 2016. gada kopā ar savu komandu esmu veidojis padziļinātus emuāra rakstus, lai palīdzētu lojālajiem lasītājiem ar rīkiem un gatavošanas padomiem.